课件57张PPT。第十章 交变电流 传感器2011高考导航1.交变电流、交变电流的图象 Ⅰ
2．正弦交变电流的函数表达式、
峰值和有效值 Ⅰ
3．理想变压器 Ⅰ
4．远距离输电 Ⅰ
实验十一：传感器的简单使用2011高考导航命题热点1.交变电流的知识在高考题中以选择题的形式出现．
2．命题可能较大的知识点有交变电流的规律，有效值的定义和应用，变压器的电压比和电流比及输入功率和输出功率的求解，和交变电流的图象有关的题目可能性最大．
3．交变电流与电学其他知识、力学知识相联系的考查，特别应注意带电粒子在交变电场中的运动问题．2011高考导航命题热点4．发电和电能的输送是与实际相结合的内容，有可能成为综合问题考查．
5．传感器很可能与其他知识相结合(力学、电磁学、热学等)，但不会考查大量的技术细节，题型会以选择、填空、实验中的电路连接为主．第一节 交变电流的产生和描述基础知识梳理一、交变电流的产生和变化规律
1．交变电流：大小和 都随时间做 变化的电流叫做交变电流．
2．正弦交变电流的产生：将线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁感线的轴 ，线圈中就会产生正(余)弦交变电流．
方向周期性匀速转动基础知识梳理3．中性面
(1)定义：与磁场方向 的平面．
(2)特点
①线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量 ，磁通量的变化率为 ，感应电动势为 .
②线圈转动一周， 经过中性面，线圈每经过 一次，电流的方向就改变一次．
垂直最大零零两次中性面基础知识梳理4．正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)
(1)电动势(e)：e＝ .
(2)电压(u)：u＝ .
(3)电流(i)：i＝ .
线圈绕垂直于匀强磁场B的转轴匀速转动，已知线圈有N匝，面积为S，角速度为ω，则Em＝ .
EmsinωtUmsinωtImsinωtNBSω基础知识梳理函数表达式e＝Emsinωt，只有从中性面开始计时才能成立，如果开始位置和中性面的夹角为θ，则瞬时值表达式为e＝Emsin(ωt＋θ)．特别提示基础知识梳理 二、描述交变电流的物理量
1．瞬时值：反映 交变电流的大小和方向．
2．有效值：根据电流的 来规定的，即在同一时间内，跟某一交流电使同一电阻产生 热量的直流电的数值．
正弦交流电的有效值与最大值之
间的关系：U＝ ，I＝ ，E＝ .
某一时刻热效应相同基础知识梳理3．描述交变电流变化快慢的物理量．
(1)周期：完成一次周期性变化所需的时间．
(2)频率：在1 s内完成周期性变化的 .
次数基础知识梳理特别提示基础知识梳理用电器铭牌上所标电压是瞬时值、最大值还是有效值？
【思考·提示】 是有效值．
基础知识梳理三、电感和电容对交变电流的影响
1．电感对恒定电流没有影响，对变化的电流有阻碍其变化的作用，对交变电流也有阻碍作用．电感对交变电流阻碍作用的大小，用感抗来表示，感抗与线圈的 和交变电流的 有关，自感系数越大，交流电的频率越高，感抗也越大．
自感系数频率基础知识梳理 2．电容器接在交流电源上，由于电容器交替进行 和 ，使电路中有了电流，表明交流电能通过电容器，电容器虽能通过交变电流，但对交变电流也有影响，其大小用容抗来表示．容抗与电容器的 和交变电流的 都有关系，电容量 、交变电流的频率
，容抗越小，电容的作用是“通交流、 .”
3．低频扼流圈的自感系数 ，起 “阻 ，通 ”作用．高频扼流圈的自感系数 ，起“阻 ，通 ”作用．充电放电电容频率越大越高隔直流大交流直流小高频低频课堂互动讲练一、对正弦式电流的变化规律及中性面的理解
1．正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)
课堂互动讲练课堂互动讲练只要线圈平面在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，就产生正弦式交流电，其变化规律与线圈的形状、与转动轴处于线圈平面内哪个位置无关．特别提示课堂互动讲练2．对中性面的理解
(1)中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想的一个参考面．
(2)线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，而磁通量的变化率为零，产生的感应电动势为零．
(3)线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈平面的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大．
(4)线圈转动一周，两次经过中性面，电流的方向改变两次．
课堂互动讲练1．要抓住线圈转动产生交变电流的过程中，两个特殊位置与图象中某时刻的点相对应．
2．在交变电流的产生过程中，要特别注意两个特殊位置的不同特点．特别提示课堂互动讲练(1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，ΔΦ/Δt＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变．
(2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，ΔΦ/Δt最大，e最大，i最大，电流方向不改变．
课堂互动讲练1.(2008年高考宁夏卷)如图10－1－1甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正．则下列四幅图中正确的是( )
课堂互动讲练图10－1－1课堂互动讲练图10－1－2课堂互动讲练解析：选D.矩形线圈绕垂直于匀强磁场的转轴匀速转动产生正弦式交变电流，在开始计时(t＝0)时线圈达到图乙所示的位置，据右手定则判断电流为负方向，首先排除A、B选项．若达图甲所示的位置，感应电流为负向的峰值，可见t＝0的时刻交变电流处于负半周且再经课堂互动讲练二、对瞬时值、最大值、有效值、平均值的理解
1．交变电流的“四值”的比较课堂互动讲练课堂互动讲练2.对有效值的进一步理解
(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通过电阻生热)进行定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热(或热功率)进行计算．注意“三同”：即“相同电阻”上，“相同时间”内产生“相同热量”．计算有效值时，“相同时间”至少要取一个周期的时间．
课堂互动讲练(2)在交流电路中，电压表、电流表、功率表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值．在没有具体说明的情况下，所给出的交变电流的电压、电流及电功率指的都是有效值．
(3)非正弦式交变电流的有效值，应按有效值的定义计算．
(4)几种典型的有效值(以电压值为例)
课堂互动讲练课堂互动讲练课堂互动讲练2.(2010年福建南平统考)如图10－1－3所示是某交流电的电流随时间变化的图象，此交变电流的有效值是( )
图10－1－3课堂互动讲练解析：选B.图象中的交变电流在一个周期内产生的热量：
令此交变电流的有效值为I，应有
Q＝I2RT
故I2RT＝25RT，I＝5 A.
高频考点例析(2008年高考山东理综卷)图10－1－4中甲、乙两图分别表示两种电压的波形，其中甲所示电压按正弦规律变化．下列说法正确的是( )题型一 交变电流的产生及变化规律例1图10－1－4高频考点例析A．甲表示交流电，乙表示直流电
B．两种电压的有效值相等
C．甲所示电压的瞬时值表达式为u＝311 sin 100πt V
高频考点例析【答案】 C高频考点例析【方法总结】 当线圈平面转至中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，此时线圈里的感应电动势为零．中性面是交变电流的方向转折点．
高频考点例析例1图甲中的u－t图线，若是一线圈绕垂直于匀强磁场的转轴匀速转动而产生的，那么在t＝0至t＝2×10－2 s时间内，请指出线圈处于中性面位置的时刻？并指明穿过线圈磁通量最大和最小的对应时刻？
高频考点例析解析：根据线圈在中性面位置时，穿过的磁通量最大，而电流为零，由u－t图线可知，线圈处于中性面时刻为：
t＝0，t＝1×10－2s，t＝2×10－2s.且此时刻穿过线圈磁通量最大；而穿过线圈磁通量最小时，对应电流最大，故相应时刻为：
t＝0.5×10－2s；t＝1.5×10－2 s.
答案：见解析
高频考点例析如图10－1－5所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，边长为L＝10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转题型二 对交变电流“四值”的理解及应用例2图10－1－5动，角速度为ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4 Ω，求：高频考点例析(1)转动过程中感应电动势的最大值；
(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势；
(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；
(4)交流电压表的示数；
(5)转动一周外力做的功；
高频考点例析【解析】 (1)感应电动势的最大值：Em＝NBSω＝3.14 V.
(2)转过60 °角时的瞬时感应电动势：
e＝Emcos60°＝3.14×0.5 V＝1.57 V.
(3)转过60°角的过程中产生的平均感应电动势：高频考点例析高频考点例析【答案】 (1)3.14 V (2)1.57 V (3)2.6 V (4)1.78 V
(5)0.99 J (6)0.0866 C
【方法总结】 (1)平均值是交变电流图象中的波形和横轴(时间轴)所围面积与时间的比值，其数值可根据法拉第电磁感应定律求得，而不是两个时刻瞬时值的算术平均值．在交流电的一个周期中，时间取值范围不同，往往平均值就不同．求通过电路的电荷量用电流的平均值；
高频考点例析(3)当研究电容器、二极管的耐压值时，只能够用最大值；在研究某一时刻(或状态)的受力情况时只能够用瞬时值．
高频考点例析图10－1－6所示为交流发电机示意图，矩形线圈的匝数N＝50匝，每匝线圈的长lab＝0.4 m，lbc＝0.2 m，矩形线圈所在题型三 交变电流与电路的综合分析例3图10－1－6高频考点例析【解析】 由题意知，电动势的最大值Em＝NBSω
＝N·B·lablbc·2πn＝160 V
高频考点例析【答案】 1152 W 101.8 V 11.3 A高频考点例析【方法总结】 部分电路和闭合电路的有关公式仍适用于正弦交流电路，应用时仍要分清电源(如发电机)和外电路、电动势和路端电压等，而对交流电路特别要注意正确选用交流电的“四值”．一般常从图象或瞬时值表达式入手，得出交流电的最大值、有效值，然后再按照电路知识解决相关问题．
高频考点例析某同学在研究电容、电感对恒定电流以及交变电流的影响时，采用了如图10－1－7所示的电路，其中，L1、L2是两个完全相同的灯泡，已知把开关置于3、4时，电路与交流电源连通，稳定后的两个灯泡发光亮度相同，则该同学在如下操作过程中能观察到的实验现象是( )题型四 电感和电容对交变电流的作用例4高频考点例析A．当开关置于1、2时，稳定后L1、L2二个灯泡均发光，且亮度相同
B．当开关置于1、2时，稳定后L1、L2二个灯泡均发光，且L1比L2亮
图10－1－7高频考点例析C．当开关置于3、4时，稳定后，若只增加交变电流的频率，则L1变暗，L2变亮
D．在开关置于3、4的瞬间，L2立即发光，而L1亮度慢慢增大高频考点例析【解析】 当开关置于1、2时，稳定后因电容器隔直流，故电路断开，L2不发光，A、B错误；在开关置于3、4的瞬间，电容器通交流，L2立即发光，由于电感的自感作用，L1亮度慢慢增大，D正确；当开关置于3、4稳定后，增加交变电流频率，容抗减小，感抗增大，L1变暗，L2变亮，C正确．
【答案】 CD
高频考点例析【方法总结】 电感线圈和电容器在交变电流电路中相当于一个电阻，但表示它们对交变电流阻碍作用大小的感抗和容抗与导体的电阻有很大的不同，导体的电阻由导体本身性质决定，与接在导体两端的电源无关，而感抗和容抗不但与电感和电容有关，还与交变电流的频率有关，对于同一电感线圈或电容器来说，它们的感抗和容抗都不是固定不变的，而是随电源的频率的变化而变化，可概括为：
高频考点例析电感是“通直流、阻交流，通低频、阻高频”
电容是“通交流、隔直流，通高频、阻低频”．
随堂达标自测点击进入课时活页训练点击进入课件41张PPT。第二节 变压器 远距离输电基础知识梳理 一、变压器
1．变压器的构造：变压器是由 和绕在铁芯上的
组成的，如图10－2－1所示．图10－2－1(1)原线圈：与 连接的线圈，也叫初级线圈．
(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈．闭合铁芯两个线圈交流电源基础知识梳理2．变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发 ，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化，变化的磁场在副线圈中产生 ，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流． 是变压器工作的基础．
磁场感应电动势互感现象基础知识梳理 3．理想变压器：没有 的变压器，即 功率等于
功率．匝数原线圈的输入能量损失副线圈的输出基础知识梳理（1）变压器能改变直流电压和直流电流值吗？
（2）变压器中，副线圈的电压U2由什么决定？
【思考·提示】 (1)变压器不能改变直流电压和直流电流的大小．
(2)U2由U1、n1、n2共同决定．
基础知识梳理5．互感器
分为：电压互感器和电流互感器，比较如下：并联串联电压电流高电压低电压强电流弱电流交流电压交流电流基础知识梳理n1＞n2n3＜n4基础知识梳理二、电能的输送
1．目的：输送电能．
2．关键：降低输电线上电能的损耗，P损＝ .
I2r基础知识梳理 3．降低输电损耗的两个途径
(1)减小输电线的电阻．由电阻定
律 可知，在输电距离一定的情
况下，为减小电阻，应采用 的材料、增加导线的 .
(2)减小输电导线中的 .由P＝UI可知，当输送功率一定时，提高
可以减小输电电流．
电阻率小横截面积电流输送电压基础知识梳理 4．电网供电
(1)远距离高压输电
由于发电机本身的输出电压不可能很高，所以采用高压输电时，在发电站内需用 升压到几百千伏后再向远距离送电，到达用电区再用
降到所需的电压．
(2)电网：通过网状输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的 .
升压变压器降压变压器输电网络基础知识梳理 区别输电系统的“输电电压”“用户得到的电压”和输电线上“损失的电压”三个概念．特别提示课堂互动讲练一、对理想变压器原、副线圈物理量之间关系的讨论
1．理想变压器原、副线圈基本量的关系
课堂互动讲练课堂互动讲练2．理想变压器的动态分析
理想变压器的几个因果关系．
当理想变压器的匝数比不变时，如图10－2－2所示各量相互关系如下：
图10－2－2课堂互动讲练(2)输出电流I2决定输入电流I1，在输入电压一定的情况下，输出电压U2也被完全确定，当负载电阻R增大时，I2减小，则I1相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，则I1相应增大，因此在使用变压器时，不能使变压器副线圈短路．
课堂互动讲练(3)输出功率P2决定输入功率P1，理想变压器的输入功率与输出功率相等，即P1＝P2，在输入电压U1一定的情况下，当负载电阻R增大时，I2减小，则变压器的输出功率P2＝I2U2减小，输入功率P1也将相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，变压器的输出功率P2＝I2U2增大，则输入功率P1也将增大．利用上述因果关系，可解决变压器动态变化问题．
课堂互动讲练(2008年高考天津理综卷)一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R.设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2，当R增大时( )
A．I1减小，P1增大
B．I1减小，P1减小
C．I2增大，P2减小
D．I2增大，P2增大
课堂互动讲练课堂互动讲练二、关于高压输电问题的分析
1．对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析．
2．高压输电既能减少功率损失，也能减少电压损失，但在实际高压输电时，也并非输电电压越高越好，还需综合考虑各种因素，依照不同的情况选择合适的输电电压．
课堂互动讲练3．远距离高压输电的几个基本关系(以图10－2－3为例)：
图10－2－3课堂互动讲练(1)功率关系
P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3
(2)电压、电流关系课堂互动讲练课堂互动讲练 1．有关远距离输电问题，应先画出远距离输电的电路图，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置．
2．抓住输电的两端—电源和用电器；分析一条线—输电线；研究两次电压变换—升压和降压．特别提醒课堂互动讲练3．以变压器为界将整个输电电路划分为几个独立回路，各回路分别用欧姆定律，串、并联的特点及电功、电功率等公式进行计算，联系各回路的是原、副线圈电压、电流与匝数的关系及输入功率等于输出功率的关系．
高频考点例析(2008年高考四川非延考区卷)如图10－2－4所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的，V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3，现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是( )
题型一 理想变压器的动态分析例1高频考点例析A．U2变小、I3变小
B．U2不变、I3变大
C．I1变小、I2变小
D．I1变大、I2变大图10－2－4高频考点例析【思路点拨】 S由闭合转为断开，使副线圈一端的R总增大切入来分析，抓住R总变化而变压比不变，但由于I2变化，P2变化故导致了I1变化．
高频考点例析【答案】 BC高频考点例析【方法总结】 关于理想变压器的动态分析问题一般有两种类型：
(1)负载电阻不变，原副线圈的电压U1、U2，电流I1、I2，功率P1、P2随匝数比变化而变化．
(2)匝数比不变，原副线圈的电压U1、U2，电流I1、I2，功率P1、P2随负载电阻的变化而变化．高频考点例析无论哪种情况，处理此类问题的关键都是要分清变量和不变量，弄清理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约关系——U2由U1和匝数比决定；I2由U2和负载电阻决定；I1由I2和匝数比决定．
高频考点例析如图10－2－5所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为n1∶n2∶n3＝10∶5∶1，其中n1接到220 V的交流电源上，n2和n3分别与电阻R2、R3组成闭合回路．已知通过电阻R3的电流I3＝2 A，电阻R2＝110 Ω，求通过电阻R2的电流和通过原线圈的电流．
题型二 理想变压器基本关系的应用例2图10－2－5高频考点例析【思路点拨】 解答本题时可从原、副线圈的功率关系、电压关系角度并结合欧姆定律进行分析．
高频考点例析【解析】 闭合铁芯中磁通量的变化率处处相同，对绕在同一铁芯上的线圈来说，每一匝产生的电动势相同，所以有U1∶U2∶U3＝n1∶n2∶n3.
根据功率关系P1＝P2＋P3，则有U1I1＝U2I2＋U3I3.
由此可见I1/I2并不等于n2/n1.
高频考点例析【答案】 1 A 0.7 A高频考点例析【方法总结】 (1)对于电源，原线圈相当于用电器；对于用电器，副线圈相当于电源．
(2)对理想变压器注意能量守恒定律的应用．
(3)变压器不能用来改变恒定电流的电压．
(4)当原线圈中串接用电器时，原线圈两端电压不等于电源两端电压．
高频考点例析(2008年高考上海物理卷)某小型实验水电站输出功率是20 kW，输电线路总电阻是6 Ω.
(1)若采用380 V输电，求输电线路损耗的功率．
(2)若改用5000 V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压．题型三 远距离输电问题例3高频考点例析【思路点拨】 画出输电线路图后，首先由输送功率、输送电压，计算出输出电流为切入点来分析输电线路损耗的功率再由变压器的工作原理分析所求．
高频考点例析【解析】 (1)P电＝U1I1，P损＝I12R，
(2)P电＝U2I2，损失的电压为ΔU＝I2R＝24 V，
U3＝U2－ΔU＝4976 V，U3∶U4＝n1∶n2，
用户得到的电压U4＝226.2 V.
【答案】 (1)16.6 kW (2)226.2 V高频考点例析【方法总结】 解答远距离输电问题有以下两个关键环节：
(1)作出相应的供电模式图，以便于分析电源，明确各量的对应关系．
(2)以升压变压器的副线圈、输电线、降压变压器的原线圈为回路，利用电路知识分析三者的电压关系和功率关系．
随堂达标自测点击进入课时活页训练点击进入课件9张PPT。本章优化总结知识网络构建交流电流
传感器交变电流
表征交变电流的物理量
电感、电容
理想变压器
电能的输送
传感器知识网络构建交变电流定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流产生线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向
的轴转动特殊位置中性面：B⊥S，磁通量最大，感应电动
势最小，E=0电流改变方向
B∥S：磁通量为零
感应电动势最大Em=NBSω表达方示 Emsinωt（从中性面开始且线圈匀速转动）知识网络构建表征交变电流的物理量最大值：Em＝NBSω
有效值：根据电流热效应定义，正弦交流电的有
效值
平均值：
周期、频率：互为倒数：知识网络构建电感、
电容电感：通直流、阻交流
电容：通交流、隔直流知识网络构建理想变压器结构：原、副线圈、铁芯
原理：互感现象
基本关系
电压、电流互感器变压关系：U1/U2=n1/n2
交流关系：n1/I2=n2/I1（只
有一个副线圈时）
功率关系：P1=P2知识网络构建电能的输送功率损失： ΔP= I2P线
电压损失： ΔU= IP线
高压输电知识网络构建传感器认识
原理
应用概念：把非电学量转化为电学量的装置或器件
分类
构成：敏感元件是核心部分物理传感器
化学传感器
生物传感器光敏电阻：光照强，电阻小；光照弱，电阻大
热敏电阻（负温度系数）：温度高，电阻小温
度低、电阻大洗衣机中的压力传感器
自动门中的红外传感器
指纹识别器中的电容式传感器
机器人的传感系统章末过关检测点击进入课件57张PPT。第九章 电磁感应2011高考导航1．电磁感应现象 Ⅰ
2．磁通量 Ⅰ
3．法拉第电磁感应定律 Ⅱ
4．楞次定律 Ⅱ
5．自感、涡流 Ⅰ2011高考导航命题热点1.由楞次定律和右手定则判断感应电流的方向．
2．利用法拉第电磁感应定律及其相关公式来计算感应电动势．
3．电磁感应中的图象问题，主要涉及Φ－t图、B－t图和I－t图的相互转换，重点是楞次定律和法拉第电磁感应定律的灵活应用．第一节 电磁感应现象 楞次定律基础知识梳理一、磁通量
1．定义：我们把磁场中穿过磁场某一面积S的磁感线条数定义为穿过该面积的磁通量，即Φ＝BS(B⊥S)．
2．单位： ，符号 .
单位面积韦伯Wb基础知识梳理 二、电磁感应产生的条件
1．产生感应电流的条件：穿过闭合电路的 .
2．引起磁通量变化的常见情况
(1)闭合电路的部分导线做
运动，导致Φ变．
(2)线圈在磁场中 ，导致Φ变．
(3)磁感应强度B ，导致Φ变．
磁通量变化切割磁感线转动变化基础知识梳理 3．产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的
发生变化，线路中就有感应电动势．
4．电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合则有
，如果回路不闭合，则只有
而无 .
磁通量感应电感应电流动势感应电流基础知识梳理 三、感应电动势
1．感应电动势：在
中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体就相当于 .导体的电阻相当于 .
电磁感应现象电源电源的内阻基础知识梳理 四、楞次定律
1．内容：感应电流的磁场总是要
引起 的磁通量的 .
2．应用楞次定律判定感应电流方向的步骤：
(1)明确穿过闭合电路的原磁场 ；
(2)明确穿过闭合电路的磁通量是
；
(3)根据楞次定律确定感应电流的
方向；
(4)利用安培定则判定 的方向．阻碍感应电流变化方向增加磁场感应电流还是减小基础知识梳理 五、右手定则
1．内容：伸开右手，让大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一
，让磁感线垂直穿入掌心，大拇指指向 的方向，其余四指所指的方向就是 的方向．
2．适用范围：适用于闭合电路部分导体 产生感应电流的情况．
平面内导体运动感应电流切割磁感线基础知识梳理左手定则和右手定则在应用上有什么区别？
【思考·提示】 因为通电而使导体受力用左手定则，因为运动而产生感应电流用右手定则．
课堂互动讲练一、对磁通量的理解
1．磁通量的计算
(1)公式Φ＝BS
此式的适用条件是：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直，如图9－1－1所示．
图9－1－1课堂互动讲练(2)在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积．设平面与磁感线的夹角是θ，磁通量Φ＝B·Ssinθ.Ssinθ即为面积S在垂直于磁感线方向的投影，称之为“有效面积”．
课堂互动讲练2．磁通量变化ΔΦ＝Φ2－Φ1有多种形式，主要有：
(1)S、θ不变，B改变，这时ΔΦ＝ΔBSsinθ.
(2)B、θ不变，S改变，这时ΔΦ＝ΔSBsinθ.
(3)B、S不变，θ改变，这时ΔΦ＝BS(sinr－sini)．
(4)当B、S、θ中有两个或三个一起变化时，就要分别计算Φ1、Φ2，再求Φ2－Φ1.
课堂互动讲练3．磁通量的变化率
反映磁通量变化的快慢，它既不表示磁通量的大小，也不表示磁通量变化的多少．磁通量的变化率的大小不是单纯由磁通量的变化量决定，还跟发生这个变化所用时间有关，它描述的是磁通量变化的快慢．在Φ－t图象中，它可用图线的斜率来表示．
课堂互动讲练如图9－1－2所示，a、b、c三个闭合线圈，放在同一平面内，当a线圈中有电流I通过时，它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc，下列说法中正确的是( )图9－1－2A．Φa<Φb<Φc B．Φa>Φb>Φc
C．Φa<Φc<Φb D．Φa<Φc<Φb课堂互动讲练解析：选B.因为磁感线是闭合曲线，故a线圈的环形电流产生的磁场在a内部垂直纸面向里，在a线圈外部垂直纸面向外，而磁通量是合磁通，故b有“抵消”，c“抵消”最多，故a线圈磁通量最大，故选B.
课堂互动讲练二、楞次定律
1．对楞次定律的理解课堂互动讲练课堂互动讲练3．楞次定律的推广
对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因：
(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”；
课堂互动讲练(2)阻碍相对运动——“来拒去留”；
?例如，如图9－1－3所示，若条形磁铁向闭合导线圈“前进”，则闭合导线圈“退却”；若条形磁铁远离闭合导线圈“逃跑”，则闭合导线圈“追赶”．
图9－1－3课堂互动讲练(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”；
例如，如图9－1－4所示，当导线B中的电流减小时，穿过闭合金属圆环A的磁通量减小，这时A环有扩张的趋势．
(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”．
图9－1－4课堂互动讲练三、楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用
1．规律比较
课堂互动讲练2.应用区别
关键是抓住因果关系：
(1)因电而生磁(I→B)→安培定则；
(2)因动而生电(v、B→I安)→右手定则；
(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则．
课堂互动讲练 记忆规律：左通(电)右生(电)．名师点睛高频考点例析线圈在长直导线电流的磁场中，做如图9－1－5所示的运动：甲向右平动，乙向下平动，丙绕轴转动(ad边向外)，丁从纸面向外平动，戊向上平动(戊线圈有个缺口)，判断线圈中有没有感应电流？题型一 产生感应电流的条件例1图9－1－5高频考点例析【思路点拨】 五个线圈在直导线电流的磁场中，磁场方向都是垂直纸面向里，离电流越远，磁场就越弱．
高频考点例析【解析】 高频考点例析【答案】 甲、戊无感应电流 乙、丙、丁有感应电流
【方法总结】 分析磁通量变化的关键在于对磁场及磁感线空间分布的把握．要通过磁场进一步判断磁通量的变化．
高频考点例析如图9－1－6所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外．若要使线框中产生感应电图9－1－6流，下列方法中可行的是( )
A．将线框向左拉出磁场
B．以ab边为轴转动(小于90°)
C．以ab边为轴转动(小于60°)
D．以bc边为轴转动(小于60°)高频考点例析解析：选ABC.以bc边为轴转动(小于60°)时线框在磁场中“有效面积”不变，磁通量不变，没有感应电流，所以D选项错误，选ABC.
高频考点例析(2009年高考重庆理综卷)如图9－1－7为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称．在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧运动(O是线圈中心)，则( )
题型二 利用楞次定律判定感应电流的方向例2高频考点例析图9－1－7高频考点例析A．从X到O，电流由E经G流向F，先增大再减小
B．从X到O，电流由F经G流向E，先减小再增大
C．从O到Y，电流由F经G流向E，先减小再增大
D．从O到Y，电流由E经G流向F，先增大再减小
高频考点例析【解析】 磁极从X到O过程中，原磁场方向指向上不断增加，则感应电流的磁场方向应该指向下，再由右手螺旋定则知，感应电流方向应该是由F经G到E，又感应电流从零到有再到零，则一定经历先增大再减小的过程．同理，当从O到Y的过程中，感应电流的方向应该是由E经G到F，大小也是先增大再减小．
【答案】 D
高频考点例析【方法总结】 (1)利用楞次定律判定感应电流方向的步骤
磁场→变化→阻碍→一抓．
(2)阻碍的含义不是阻止．
高频考点例析现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按图9－1－8连接．在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转．由此可以推断( )
高频考点例析图9－1－8高频考点例析A．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转
B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转
C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央
D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向
高频考点例析解析：选B.当P向左滑动时，电阻变大，通过A线圈的电流变小，则通过线圈B中的原磁场减弱，磁通量减少，线圈B中有使电流计指针向右偏转的感应电流．当线圈A向上运动或断开开关时，通过线圈B中的原磁场也减弱，磁通量也减少，所以线圈B中也有使电流计指针向右偏转的感应电流通过．而滑动变阻器的滑动端P向右移动，通过线圈B中的原磁场增加，磁通量也增加，所以线圈B中有使电流计指针向左偏转的感应电流通过，所以选项B正确．
高频考点例析(2008年高考重庆理综卷)如图9－1－9所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力N及在水平方向运动趋势的正确判断是( )
题型三 利用楞次定律判断导体运动例3高频考点例析A．N先小于mg后大于mg，运动趋势向左
B．N先大于mg后小于mg，运动趋势向左
C．N先小于mg后大于mg，运动趋势向右
D．N先大于mg后小于mg，运动趋势向右图9－1－9高频考点例析【思路点拨】 本题运用楞次定律的推广含义，阻碍导体与磁体间的相对运动——“来拒去留”角度来分析比较简便．
高频考点例析【解析】 由题意可知条形磁铁等高快速经过线圈时，穿过线圈的磁通量先增大后减小，即磁铁先靠近后远离线圈，根据楞次定律可判断：线圈中的感应电流要阻碍磁铁与之的相对运动，具体说来就是，在靠近过程中，线圈与磁铁间产生排斥效果的力，以阻碍靠近，即线圈受到指向右下的磁场力(假设水平桌面光滑，线圈会向右运动，假设无桌面支持，线圈会向下运动，线圈有这两个方向上的高频考点例析运动趋势，以阻碍相对靠近，阻碍穿过线圈的磁通量增加)；在远离过程中，线圈与磁铁间产生吸引效果的力，以阻碍远离，即线圈受到指向右上的磁场力，故线圈受到的支持力N先大于mg后小于mg，而运动趋势总向右．D项正确．
【答案】 D
高频考点例析【方法总结】 由于穿过闭合电路的磁通量发生变化而产生感应电流，感应电流处在原磁场中必然受力，闭合导线受力的结果：
(1)阻碍原磁通量的变化——增反减同．
(2)阻碍导体与磁体间的相对运动——来拒去留．
(3)当回路发生形变时，感应电流的效果就阻碍回路发生形变．
高频考点例析(4)当由于线圈自身的电流发生变化而产生感应电流时，感应电流的效果，就阻碍原电流的变化．
总之，如果问题不涉及感应电流的方向，则从楞次定律的另一种表述出发分析问题更简便．
高频考点例析如图9－1－10所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路．当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )
图9－1－10A．p、q将互相靠拢
B．p、q将互相远离
C．磁铁的加速度仍为g
D．磁铁的加速度小于g高频考点例析解析：选AD.法一：假设磁铁的下端为N极，根据楞次定律先判断出p、q中的感应电流方向，再根据左手定则可判断p、q所受的安培力方向，安培力使p、q相互靠拢．由于回路所受的安培力的合力向下，根据牛顿第三定律，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g.若磁铁的下端为S极，根据类似的分析可以得出相同的结果，所以A、D选项正确．
高频考点例析法二：根据楞次定律的另一表述——感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因，本题中的“原因”是回路中的磁通量增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近，所以p、q将相互靠近且磁铁的加速度小于g.
高频考点例析如图9－1－11所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是( )
A．向右加速运动
B．向左加速运动
C．向右减速运动
D．向左减速运动
题型四 左手定则、愣次定律和右手定则的综合应用例4图9－1－11高频考点例析【解析】 MN在磁场力作用下向右运动可知受力方向向右，由左手定则可知：MN中电流方向为M→N，L1中电流方向为顺时针．由安培定则可知L1中的磁场方向向上．若能在L1中产生感应电流，L2中的磁场一定是变化的，且方向有两种可能．由楞次定律可知：
高频考点例析①若L2中磁场方向向上时一定减弱．
②若L2中磁场方向向下时一定增强．
在①中由安培定则可知，L2中电流方向为顺时针，则PQ中产生的感应电流为Q→P，由右手定则可知：PQ向右运动且减速．同理在②中PQ向左加速运动．故B、C正确．
【答案】 BC
高频考点例析【方法总结】 (1)解决此类问题往往多次运用楞次定律，并要注意要想在下一级中有感应电流，导体棒一定做变速运动，或穿过闭合回路的磁通量非均匀变化，这样才可以产生变化的感应电流，这一变化的感应电流的磁场是变化的，才会在其他回路中再次产生感应电流．
(2)解答此类题的关键是灵活应用安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律等，弄清在什么情况下用什么规律．
高频考点例析上例中，PQ向右或向左匀速运动时，MN还会运动吗？
解析：PQ匀速运动时，决定了L2中的电流是稳定的，那么L1中的磁场不变，故在L1中不会产生感应电流，MN中无电流，也不会受磁场力，即MN应静止．
答案：MN应静止
随堂达标自测点击进入课时活页训练点击进入课件44张PPT。第二节 法拉第电磁感应定律 自感 涡流基础知识梳理 一、法拉第电磁感应定律
1．内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的
成正比．
3．导体切割磁感线时的感应电动势： ，其中θ为 的夹角．磁通量的变化率E＝Blvsinθv与B基础知识梳理 二、互感、自感和涡流
1．互感现象
两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的
会在另一个线圈中产生
的现象．互感现象可以把 由一个线圈传递到另一个线圈，变压器就是利用 现象制成的．
2．自感现象
由于导体本身的 发生变化而产生的电磁感应现象．
变化的磁场感应电动势能量互感电流基础知识梳理 在自感现象中产生的感应电动势E＝ ，其中L叫自感系数，它与线圈
的 、形状、 以及是否有铁芯有关，自感系数的单位是 (H),1 mH＝
H,1μH＝ H.
长短匝数亨利10－310－6基础知识梳理 4．涡流
当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生像
状的感应电流．
(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力的作用，安培力的方向总是 导体的相对运动的现象．
水的漩涡阻碍基础知识梳理 (2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到 的作用， 使导体运动起来的现象．
交流电动机就是利用 的原理制成的．
安培力安培力电磁驱动课堂互动讲练一、对法拉第电磁感应定律的理解课堂互动讲练课堂互动讲练课堂互动讲练特别提醒课堂互动讲练1．穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图9－2－1所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是( )
课堂互动讲练图9－2－1课堂互动讲练A．图甲中回路产生的感应电动势恒定不变
B．图乙中回路产生的感应电动势一直在变大
C．图丙中回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时间内产生的感应电动势
D．图丁中回路产生的感应电动势先变小再变大
课堂互动讲练课堂互动讲练二、对公式E＝Blv的理解
1．当l、v与B两两垂直，且导体上各点以相同的速度在匀强磁场中切割磁感线时，产生的感应电动势大小为E＝Blv.
2．当l⊥B，l⊥v，而B与v成θ夹角时，如图9－2－2所示，导体切割磁感线产生的感应电动势大小为E＝Blvsinθ.
课堂互动讲练3．若导线是曲折的，则l应是导线的有效切割长度，即导线两端点在v、B所决定平面的垂线上的投影长度．如图9－2－3所示的三种情况下感应电动势相同．
4．公式E＝Blv中，若v为一段时间内的平均速度，则E为平均感应电动势；若v为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势．图9－2－2图9－2－3课堂互动讲练课堂互动讲练课堂互动讲练2.如图9－2－4所示，磁感应强度B＝0.2 T的匀强磁场中有一折成30°角的金属导轨aOb，导轨平面垂直磁场方向，一条直导线MN垂直Ob方向放置
图9－2－4在导轨上并接触良好，当MN以v＝4 m/s从导轨O点开始向右平动时，若所有导线单位长度的电阻r＝0.1 Ω/m，求：课堂互动讲练(1)经过时间t后，闭合回路的感应电动势的瞬时值；
(2)时间t内，闭合回路的感应电动势的平均值．课堂互动讲练课堂互动讲练三、通电自感与断电自感的比较课堂互动讲练课堂互动讲练3.如图9－2－5所示，A、B为两个同样规格的灯泡，自感线圈的电阻RL＝R.下面关于自感现象的说法哪些是正确的( )
图9－2－5课堂互动讲练A．开关接通瞬间，A、B两灯一样亮
B．开关接通瞬间，B灯立即正常发光，A灯逐渐亮起来
C．开关断开时，A灯和B灯都要过一会儿才熄灭
D．开关断开时，B灯比A灯先熄灭
课堂互动讲练解析：选BC.S闭合的瞬间，流过线圈L的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大．使流过A灯的电流比流过B的电流增加的慢，故B灯先亮．A灯逐渐亮起来．B选项正确．开关S断开时，使线圈电流迅速减小，产生自感电动势，阻碍电流的减小，使电流继续存在一段，在S断开的情况下通过L的电流逆向流过B灯．使A灯和B灯都要过一会儿才熄灭，故C选项正确．
高频考点例析(2009年高考安徽理综卷)如图9－2－6甲所示，一个电阻为R，面积为S的矩形导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45°角，o、o′分别是ab边和cd边的中点．现将线框右半边obco′绕oo′逆时针旋转90°到图9－2－6乙所示位置．在这一过程中，导线中通过的电荷量是( )
题型一 法拉弟电磁感应定律 的应用例1高频考点例析图9－2－6高频考点例析高频考点例析【答案】 A高频考点例析如图9－2－7所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，磁感应强度为B，一根长度大图9－2－7于2r的导线MN以速率v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑到右端，电路的固定电阻为R，其余电阻不计，求MN从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R上的电流强度的平均值和通过电阻R的电荷量．高频考点例析解析：对导线、电阻构成的闭合回路，导线从左端到右端磁通量的变化量ΔΦ＝BΔS＝Bπr2，
根据法拉第电磁感应定律，平均感应电动势
高频考点例析高频考点例析如图9－2－8所示，水平放置的平行金属导轨，相距L＝0.50 m，左端接一电阻R＝0.20 Ω，磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体题型二 E=Blv的应用例2图9－2－8棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．当ab以v＝4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：高频考点例析(1)ab棒中感应电动势的大小，并指出a、b哪端电势高；
(2)回路中感应电流的大小；
(3)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小．
【思路点拨】 本题是导体棒切割磁感线产生感应电动势的计算，应用E＝Blv和欧姆定律及安培力公式依次求解．
高频考点例析【解析】 (1)根据法拉第电磁感应定律，ab棒中的感应电动势为E＝Blv＝0.40×0.50×4.0 V＝0.80 V.
根据右手定则判定感应电流方向为b→a，所以a端电势高．
(3)由于ab棒受安培力，故外力F＝BIl＝0.8 N.
【答案】 (1)0.80 V φa>φb (2)4.0 A (3)0.8 N高频考点例析如图9－2－9所示，金属杆ab可在平行金属导轨上滑动，金属杆电阻R0＝0.5 Ω，长L＝0.3 m，导轨一端串接一电阻R＝1 Ω，匀强磁场磁
图9－2－9感应强度B＝2 T，当ab以v＝5 m/s向右匀速运动过程中，求：高频考点例析(1)ab间感应电动势E和ab间的电压U；
(2)所加沿导轨平面的水平外力F的大小；
(3)在2 s时间内电阻R上产生的热量Q.
解析：(1)根据公式：E＝Blv＝3 V
(2)F＝F安，F安＝BIL＝1.2 N.
高频考点例析(3)2秒内产生的总热量Q等于安培力做的功，
Q＝F安·v·t＝12 J
答案：(1)3 V 2 V (2)1.2 N (3)8 J高频考点例析(2008年高考江苏物理卷)如图9－2－10所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．电键S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的是( )
题型三 自感现象的应用例3图9－2－10高频考点例析A．a先变亮，然后逐渐变暗
B．b先变亮，然后逐渐变暗
C．c先变亮，然后逐渐变暗
D．b、c都逐渐变暗
【解析】 在电键S闭合状态时，三盏灯一样亮，突然断开时，由于两电感线圈的自感作用，会有自感电动势产生，L1，L2产生的自感电动势形成的自感电流分别经b、a和c、a，这样b、c两灯逐渐变暗，a灯流过的电流比原电流大，故a先变亮，然后逐渐变暗．
【答案】 AD
高频考点例析若把L2换成导线，各灯的电流流向、亮度情况如何变化(当S突然断开时)?
答案：突然断开S的瞬间，线圈L1有自感电动势产生，b、c为并联，电流流向与断开前相同，但大小变为原来的一半，a电流流向与断开前电流流向相反，但大小不变，而后三灯逐渐熄灭．
随堂达标自测点击进入课时活页训练点击进入课件65张PPT。第三节 电磁感应规律的综合应用基础知识梳理 一、电磁感应现象中的电路问题
在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生 ，该导体或回路相当于 对外界供电，供电过程遵从电路中的所有规律．
感应电动势 电源基础知识梳理二、电磁感应中的动力学问题
电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到 的作用，因此，电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起，解决这类电磁感应中的力学问题，不仅要应用电磁学中的有关规律，如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左右手定则、安培力的计算公式等，还要应用力学中的有关规律，如牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律等．要将电磁学和力学的知识综合起来应用．
安培力基础知识梳理三、电磁感应中的能量转化问题
电磁感应过程实质是不同形式的能量转化的过程，电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到 作用．因此要维持安培力存在，必须有“外力”克服 .做功．此过程中，其他形式的能转化为 .“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为 .当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能．安培力安培力电能电能基础知识梳理 同理，安培力做功的过程，是
转化为其他形式的能的过程，安培力做多少功就有多少 转化为其他形式的能．
电能电能基础知识梳理四、电磁感应中的图象问题课堂互动讲练一、电磁感应中的电路问题
解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法：
1．用法拉第电磁感应定律和楞次定律(右手定则)确定感应电动势的大小和方向；
2．画等效电路；
3．运用闭合电路欧姆定律，串、并联电路的性质、电功率等公式求解．
课堂互动讲练特别提醒课堂互动讲练课堂互动讲练1.如图9－3－1所示，导体棒MN电阻为2 Ω，且在外力作用下，向右以速度v＝3 m/s匀速运动．若导轨宽度为图9－3－11 m，电阻R＝3 Ω，磁感应强度为1×10－2 T的磁场垂直导轨平面向里，则通过R的电流方向如何？电流强度为多少？R上消耗的电功率为多少？课堂互动讲练解析：由右手定则可判定电流方向为a→R→b
E＝BLv＝1×10－2×1×3 V＝3×10－2 V
PR＝I2R＝(6×10－3)2×3 W＝1.08×10－4 W
答案：a→R→b 6×10－3 A 1.08×10－4 W课堂互动讲练二、电磁感应中的力学问题
1．基本方法
(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向；
(2)求回路中的电流；
(3)分析导体受力情况(包含安培力在内的全面受力分析)；
(4)根据平衡条件或牛顿第二定律列方程．
课堂互动讲练2．电磁感应中的动力学临界问题
(1)解决这类问题的关键是通过受力情况和运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度为最大值或最小值的条件．课堂互动讲练1．电磁感应产生电流，感应电流在磁场中受安培力，安培力将阻碍导体运动．
2．当导体切割磁感线运动存在着临界条件时：
(1)导体初速度等于临界速度时，导体匀速切割磁感线运动．
(2)初速度大于临界速度时，导体先减速，后匀速运动．
(3)初速度小于临界速度时，导体先加速，后匀速运动．特别提醒课堂互动讲练2.(2009年南通模拟)如图9－3－2所示，金属棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上，棒与框架接触良好，匀强磁场
图9－3－2垂直于ab棒斜向下．从某时刻开始磁感应强度均匀减小，同时施加一个水平外力F使金属棒ab保持静止，则F( )课堂互动讲练A．方向向右，且为恒力
B．方向向右，且为变力
C．方向向左，且为变力
D．方向向左，且为恒力
课堂互动讲练三、电磁感应中的能量转化问题
1．能量转化的流程：
课堂互动讲练2．电能求解思路主要有三种：
(1)利用克服安培力求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功；
(2)利用能量守恒求解：其他形式能的减小量等于产生的电能；
(3)利用电流做功来求解：通过电路中电流做功消耗电能来计算．
课堂互动讲练3．解电磁感应现象中的能量问题的一般步骤：
(1)在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源．
(2)分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能发生了相互转化．
(3)根据能量守恒定律列方程求解．
课堂互动讲练3.(2008年高考山东理综卷)两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻．将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所图9－3－3课堂互动讲练在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图9－3－3所示．除电阻R外其余电阻不计．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则( )
A．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g
B．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b
D．电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少
课堂互动讲练解析：选AC.根据楞次定律(或右手定则)可以判断，电阻R中的电流方向由b→a，B错误；金属棒的速度为v时，金属棒中产生的电动势E＝BLv，课堂互动讲练四、电磁感应中的图象问题
解决图象问题的一般步骤
1．明确图象的种类，即是B－t图还是Φ－t图，或者E－t图、I－t图等．
2．分析电磁感应的具体过程．
3．用右手定则或楞次定律确定方向对应关系．
课堂互动讲练4．结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式．
5．根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等．
6．画图象或判断图象．
课堂互动讲练对图象的认识，应从以下几方面注意：
1．明确图象所描述的物理意义；
2．必须明确各种“＋”、“－”的含义；
3．必须明确斜率的含义；
4．必须建立图象和电磁感应过程之间的对应关系；特别提醒课堂互动讲练5．注意理解：三个相似关系及其各自的物理意义：
课堂互动讲练4．一矩形线圈位于一随时间t变化的磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里，如图9－3－4甲所示．磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示．以I表示线圈中的感应电流，以图甲中线圈上箭头所示方向的电流为正，则以下的I－t图中正确的是( )
课堂互动讲练图9－3－4课堂互动讲练图9－3－5课堂互动讲练高频考点例析(2009年高考广东卷)如图9－3－6甲所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路．线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图9－3－6乙所示．图线与横、纵轴的截距分别为t0和 B0.导线的电阻不计．求0至t1时间内：题型一 电磁感应中的电路问题例1高频考点例析(1)通过电阻R1上的电流大小和方向；
(2)通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量．图9－3－6高频考点例析高频考点例析【答案】 见解析高频考点例析【方法总结】 解决此类问题要分清哪是电源，哪部分是内电路、外电路，画出等效电路．
高频考点例析(2008年高考北京理综卷)如图9－3－7所示，均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m.将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处．线框由静止图9－3－7自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界面平行．当cd边刚进入磁场时，高频考点例析(1)求线框中产生的感应电动势大小；
(2)求cd两点间的电势差大小；
(3)若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件．高频考点例析高频考点例析如图9－3－8所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L1，处在竖直向下，磁感应强度大小为B1的匀强磁场中，一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下，向左做匀速直线运动，质量为m，每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于竖直平面内，两顶点a、b通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态．不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力．题型二 电磁感应中的力学问题例2高频考点例析(1)通过ab边的电流Iab是多大？
(2)导体杆ef的运动速度v是多大？图9－3－8高频考点例析【思路点拨】 由金属框abcd处于静止状态，可根据力的平衡知识列出力的平衡方程．在abcd的受力中有安培力与电流有关，结合电路知识可求出通过ab边的电流，在此题中导体杆ef为电源，由Iab结合电路知识可知导体杆ef中的电流，再由闭合电路欧姆定律及E＝Blv可求得导体杆ef的速度v.
高频考点例析高频考点例析高频考点例析高频考点例析【方法总结】 处理此类问题的基本方法与力学中类似，只是在受力分析时多分析上安培力．
高频考点例析如图9－3－9所示，两根平行光滑导轨竖直放置，相距L＝0.1 m，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，磁感应强度B＝10 T，质量m＝0.1图9－3－9kg、电阻为R＝2 Ω的金属杆ab接在两导轨间，在开关S断开时让ab自由下落，ab下落过程中、始终保持与导轨垂直并与之接触良好，设导轨足够长
高频考点例析且电阻不计，取g＝10 m/s2，当下落h＝0.8 m时，开关S闭合．若从开关S闭合时开始计时，则ab下滑的速度v随时间t变化的图象是图9－3－10中的( )
图9－3－10高频考点例析高频考点例析如图9－3－11所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略．初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0，在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．
题型三 电磁感应中的能量问题例3高频考点例析(1)求开始时刻导体棒受到的安培力．
(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep，则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少？图9－3－11高频考点例析(3)导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？高频考点例析【答案】 见解析高频考点例析【方法总结】 电磁感应是其他形式的能转化成电能的过程，安培力做功的过程，是电能转化成其他形式能的过程．
?
高频考点例析如图9－3－12所示，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L＝1 m，导轨左端连接一个R＝2 Ω的电阻，图9－3－12将一根质量为0.2 kg的金属棒cd垂直地放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B＝2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动．试解答以下问题．高频考点例析(1)若施加的水平外力恒为F＝8 N，则金属棒达到的稳定速度v1是多少？
(2)若施加的水平外力的功率恒为P＝18 W，则金属棒达到的稳定速度v2是多少？
(3)若施加的水平外力的功率恒为P＝18 W，且从金属棒开始运动到v3＝2 m/s的过程中电阻R上产生的热量为8.6 J，则该过程所需时间是多少？
高频考点例析高频考点例析答案：(1)4 m/s (2)3 m/s (3)0.5 s
高频考点例析(2008年高考全国卷Ⅰ)如图9－3－13甲所示，矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直．规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图9－3－13乙所示，若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列i－t图中正确的是( )
题型四 电磁感应的图象问题例4高频考点例析图9－3－13高频考点例析【思路点拨】 利用楞次定律判断感应电流的方向，法拉第电磁感应定律求解大小．图9－3－14高频考点例析高频考点例析电磁感应强度反方向均匀增加，同理可判断感应电流为顺时针方向，大小不变；3 s～4 s内磁场方向垂直纸面向外，且均匀减小，同理可判断感应电流为逆时针方向，大小不变，故选项D正确．
【答案】 D
高频考点例析【方法总结】 处理图象问题首先要分清图象的种类，其次要分清阶段，对每一阶段图象所反映的规律，结合所学知识进行分析．
随堂达标自测点击进入点击进入课时活页训练课件6张PPT。本章优化总结知识网络构建电磁感应产生感应电流的条件
感应电流的方向
感应电动势的大小
综合问题
自感及应用
涡流知识网络构建产生感应电流的条件闭合电路的磁通量发生变化（本质）
闭合电路的部分导体在磁场中做切害割磁感线的运动（特殊情况）感应电流的方向楞次定律：关键词“阻碍变化”，适用于一切电磁感应现象
右手定则：适用于导体切割磁感线的情况知识网络构建感应电动势的大小法拉第电磁感应定律：
导线切割磁感线：E=Blv(B、l、v三者两两垂直)综合问题电路问题：画等效电路，注意“电源”部分
力学问题：安培力、左手定则，特别注意“方向”
能量问题：克服安培力做功、转化为电能
图象问题：纵、横轴，图线斜率的物理意义知识网络构建自感及应用自感现象的本质：电磁感应
通电自感和断电自感
应用日光灯与镇流器
感应圈
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